近日,一项关于月球磁场演化的重要研究成果在国际权威学术期刊《自然》上发表,该研究由中国科学院的专家团队共同完成,其依据的是嫦娥六号从月球背面采集的珍贵样品。通过深入解析这些样品中蕴含的古磁场信息,科学家们发现月球磁场在约28亿年前可能经历了一次显著的反弹,这一发现挑战了之前关于月球磁场在约31亿年前急剧减弱并长期保持低能量状态的传统认知。
地球磁场,这一由地球液态外核中的导电流体运动产生的“天然保护伞”,对地球生命环境的维护起着至关重要的作用。同样,月球也曾拥有类似的磁场发电机,因此,深入探究月球磁场发电机的演化历程,对于揭示月球的内部结构、热演化历史以及表面环境的变化具有深远的意义。
长期以来,卫星观测和月表实测数据均显示,现今的月球已不再具备全球偶极磁场。而通过对阿波罗任务带回的月球样品进行古磁场强度研究,科学家们发现月球在42亿年至35亿年前曾存在一个强度接近现今地球磁场的活跃磁场,该磁场在约31亿年前显著减弱,之后维持在较低水平,并在距今10亿年左右完全消失。然而,由于样品的限制,这些研究主要聚焦于30亿年前的月球磁场,对于月球磁场中晚期的演化过程则知之甚少,尤其是月背的古磁场信息几乎空白。
嫦娥六号任务的成功实施,首次实现了从月球背面采样返回,为人类带来了首批月背样品。这些样品来自南极-艾特肯盆地内的阿波罗撞击坑,其玄武岩主期次喷发年龄被测定为28亿年,恰好填补了月球磁场演化研究中的关键年龄空窗期。中国科学院地质与地球物理研究所李献华院士团队和广州地球化学研究所徐义刚院士团队的这一发现,为深入探索月球发电机的时空演化提供了宝贵的机遇。
在此基础上,中国科学院地质与地球物理研究所朱日祥院士和蔡书慧副研究员等研究团队,联合中国科学院国家天文台,对嫦娥六号带回的4颗毫米级玄武岩岩屑样品进行了细致的磁学研究。研究结果显示,这些样品记录的古磁场强度介于5至21微特之间(中值为13微特),表明月球磁场在28亿年前可能发生了反弹,意味着月球发电机在早期的急剧减弱后可能重新获得了活力。这一发现不仅填补了月球古磁场记录中的长达十亿年的空白,还首次提供了来自月球背面的古磁场测量数据,对于深化人类对月球磁场演化过程的理解具有里程碑式的意义。